專利名稱：用于固體廢物處理的磁化空氣熱解方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢棄物處理的方法及裝置，尤其涉及一種用于固體廢物熱解處理的方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)力水平的提高，人們?nèi)粘Ｉ钜约案餍懈鳂I(yè)的生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢棄物也越來(lái)越多，而且很多有機(jī)廢棄物又是一種難以降解的環(huán)境污染源；同時(shí)隨著生活水平的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境的要求也越來(lái)越高，建設(shè)一個(gè)綠色的地球正是目前世界發(fā)展的趨勢(shì)，這其中廢棄物尤其是有機(jī)廢棄物的處理正是人們關(guān)注的一個(gè)大問(wèn)題。
傳統(tǒng)的垃圾處理方式主要有填埋、焚燒等。填埋會(huì)占用大量寶貴的土地資源，同時(shí)污染環(huán)境(大氣、地下水等)，因而這種簡(jiǎn)單處理方式已基本不再采用。與填埋處理相比，垃圾焚燒是一種較好的處理方式。通過(guò)焚燒，不僅體積大大減小，還可利用焚燒產(chǎn)生的熱量發(fā)電、供熱，達(dá)到能量再利用的目的。所以焚燒技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外普遍采用的一種垃圾處理技術(shù)。但垃圾直接焚燒還存在很多問(wèn)題，例如(1)二次污染問(wèn)題；垃圾成份中有機(jī)物焚燒產(chǎn)生的酸性氣體(HCl，HF，NOx等)、劇毒的含氯高分子化合物(統(tǒng)稱二惡英類物質(zhì))以及含Hg、Pb的飛灰都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。(2)焚燒設(shè)備損壞問(wèn)題；垃圾中含氯化合物在爐內(nèi)形成HCl等腐蝕性氣體，在300℃以上即會(huì)嚴(yán)重腐蝕爐內(nèi)金屬部件。(3)垃圾成份復(fù)雜，各種不同成份有不同的密度、形狀、化學(xué)性質(zhì)、著火及燃燒特性，它們?cè)诜贌隣t內(nèi)呈現(xiàn)不同的燃燒性狀，因而難以控制燃燒過(guò)程。為了克服垃圾焚燒技術(shù)的上述缺點(diǎn)，作為垃圾焚燒替代技術(shù)的垃圾熱解技術(shù)得到了開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
按熱解過(guò)程控制條件的不同熱解可分為高溫分解和氣化熱解兩類高溫分解是指固體有機(jī)廢物在完全隔絕氧氣的條件下加熱分解的過(guò)程，是一種嚴(yán)格意義上的熱解過(guò)程。氣化熱解則是指供給一定量的空氣(氧氣)、水蒸氣，進(jìn)入熱解爐，使有機(jī)廢物中的可燃物(包括廢物中的可燃物品及熱解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w)部分燃燒，并以燃燒產(chǎn)生的熱量使有機(jī)廢物分解，整個(gè)熱解過(guò)程可自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行，而無(wú)需外界熱源供應(yīng)。目前雖然垃圾熱解處理裝置已經(jīng)得到應(yīng)用，但是如何來(lái)提高熱解效率、減少燃燒產(chǎn)物從而契合日益重視的世界發(fā)展的環(huán)保主題卻是該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種能夠在較低溫度下需要更少量的空氣而能有效地?zé)峤馓幚碛袡C(jī)固體廢物的新穎的方法及裝置，從而大大減少燃燒塵埃和燃燒氣體。
對(duì)于本發(fā)明的用于固體廢物處理的磁化空氣熱解方法，上述技術(shù)問(wèn)題是以下步驟加以解決的a.引燃，把引燃物放入處理容器，然后引燃；b.加料，把固體廢物加入可閉合的處理容器中；c.熱解，由空氣通道向處理容器內(nèi)強(qiáng)制通入經(jīng)磁化的空氣，維持固體廢物的熱解反應(yīng)，固體廢物中的可燃物以及部分熱解產(chǎn)生的可燃產(chǎn)物在還原性氣氛中，進(jìn)行部分燃燒，放出熱量，利用此熱量使固體廢物中的有機(jī)物完全熱解氣化，由煙道排放熱解氣化產(chǎn)物；
d.排渣，將殘留的非燃物(金屬、玻璃、陶瓷等)殘?jiān)懦觥?br> 作為磁化空氣熱解方法進(jìn)一步優(yōu)化的方案通入處理容器的空氣可以采用在空氣通道周圍設(shè)置強(qiáng)磁場(chǎng)的磁體的方法磁化。磁體可以是一對(duì)或者一對(duì)以上，并且利用每對(duì)磁體間同極相對(duì)設(shè)置來(lái)強(qiáng)化對(duì)空氣的磁化。固體廢物在熱解的過(guò)程中，可以同時(shí)向處理容器內(nèi)提供水蒸氣。還可以利用設(shè)置在排放熱解氣化產(chǎn)物的煙道上的脫臭筒來(lái)吸附熱解產(chǎn)生的氣化物及煙塵。
對(duì)于本發(fā)明的用于固體廢物處理的磁化空氣熱解裝置，上述技術(shù)問(wèn)題是這樣加以解決的該裝置包括爐體、處理室、排放室、爐箅、電器控制箱、投料門和排渣門，在排放室的爐壁上還設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)管道相連，處理室的上部設(shè)置有排氣口與煙道相連；進(jìn)風(fēng)管道上設(shè)置有磁化器，磁化器內(nèi)設(shè)置有強(qiáng)磁場(chǎng)的磁體，進(jìn)風(fēng)管道的另一端與風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口相連，在風(fēng)機(jī)與進(jìn)風(fēng)口之間設(shè)置有進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門，在風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與煙道之間設(shè)置有通風(fēng)管道，通風(fēng)管道上設(shè)置有通風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門。
而作為磁化空氣熱解裝置進(jìn)一步優(yōu)化的方案，磁化器內(nèi)的磁體設(shè)置在空氣通道周圍，磁體可以是一對(duì)或者一對(duì)以上，并且每對(duì)磁體間同極相對(duì)設(shè)置。在處理室內(nèi)可以設(shè)置有水蒸氣發(fā)生器，并連接設(shè)置有供水裝置。在煙道通道上還可以設(shè)置有帶鉑金吸附劑的脫臭筒。
在上述用于固體廢物處理的磁化空氣熱解方法和裝置中，由于采用了提供磁化空氣來(lái)維持熱解反應(yīng)，所需要的空氣量更少、熱解更完全、煙塵也更少。因?yàn)槲覀冎?，氧氣雖然是具有偶數(shù)電子的分子，但仍有穩(wěn)定的固有磁矩，是一種順磁性物質(zhì)。當(dāng)外磁場(chǎng)為零時(shí)，由于熱溫度的作用，使分子磁矩?zé)o規(guī)則地取向。在外磁場(chǎng)作用下，分子磁矩將隨外磁場(chǎng)取向，分子極性趨于與外磁場(chǎng)平行并使磁場(chǎng)增強(qiáng)。因而經(jīng)磁化器磁化了的空氣中的氧氣的活化能大大提高。這樣，進(jìn)入爐體的空氣的量可以少到如不經(jīng)磁化就無(wú)法維持部分燃燒的程度，而經(jīng)磁化后卻可以維持穩(wěn)定的部分燃燒。磁化空氣降低了熱解所需能量，提高了熱解效率；同時(shí)減少燃燒垃圾所使用的空氣量，就可以減少因燃燒而產(chǎn)生的燃燒氣體，從而減少燃燒塵埃。而且，經(jīng)過(guò)特殊處理的、進(jìn)入處理室的磁化空氣還使被處理的固體廢物間接受到磁化，在磁能的作用下，被處理的固體廢物中有機(jī)組份中的分子間內(nèi)聚力減小，熱解所需能量隨之降低，因而提高了熱解的效果。另外，由于引入的空氣量很小而空氣中的氧氣的活化能卻較大，因而處理室內(nèi)在正常穩(wěn)定的熱解過(guò)程中保特較低的熱解溫度，約600℃左右。我們知道，焚燒熱解的熱化學(xué)反應(yīng)中，二惡英產(chǎn)生的濃度與反應(yīng)溫度有關(guān)，其函數(shù)關(guān)系如圖2所示(圖中橫坐標(biāo)表示燃燒溫度，縱坐標(biāo)表示二惡英濃度)，由圖可見(jiàn)，反應(yīng)溫度在700℃～850℃之間時(shí)，二惡英產(chǎn)生的濃度最大。因而本裝置由于采用磁化空氣使氣化熱解在600℃左右的較低溫下進(jìn)行，從而基本上消除了二惡英的產(chǎn)生。
在空氣通道周圍至少設(shè)置一對(duì)磁體，并且每對(duì)磁體間同極相對(duì)設(shè)置，是為了利用同性的兩磁極所產(chǎn)生的磁力線的相互排斥力，使兩磁極的主磁力線沿著空氣通道內(nèi)空氣流動(dòng)的準(zhǔn)平衡方向進(jìn)行延伸。這樣的狀態(tài)比強(qiáng)制異性磁極處于相向位置時(shí)兩磁極間主磁力線延空氣通道正交方向延伸的狀態(tài)，可使空氣通道內(nèi)的空氣更長(zhǎng)時(shí)間置身于磁場(chǎng)內(nèi)，從而使空氣中的氧分子更有利于被活化。
向處理容器(處理室)內(nèi)提供水蒸氣是為了使固體廢物中的碳和熱解產(chǎn)生的CO2與水蒸氣發(fā)生水煤氣反應(yīng)，提高固體廢物中H2的比例，提高氣體產(chǎn)物的熱值，從而提高熱解效率。
采用上述方案的熱解方法和裝置產(chǎn)生的飛灰已經(jīng)很少，而在煙道上設(shè)置了脫臭筒后，能吸附大量熱解產(chǎn)生的氣化物及煙塵，特別是帶鉑金吸附劑的脫臭筒吸附效果更為顯著。從而使從煙道排出的氣體中灰塵和熱解氣化物極其有限，因而無(wú)需特別添置除塵裝置，也足以滿足最嚴(yán)格的灰塵排放的有關(guān)法規(guī)。在日益重視環(huán)保的當(dāng)今社會(huì)，本發(fā)明無(wú)疑有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1是本發(fā)明用于固體廢物處理的磁化空氣熱解裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是二惡英產(chǎn)生濃度和溫度關(guān)系圖(橫坐標(biāo)表示燃燒溫度，縱坐標(biāo)表示二惡英濃度)。
圖中 1.爐體 2.處理室3.排放室4.爐箅 5.電器控制箱6.投料門7.排渣門 8.進(jìn)風(fēng)口9.進(jìn)風(fēng)管道10.排氣口11.煙道 12.磁化器13.風(fēng)機(jī) 14.進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門 15.通風(fēng)管道16.通風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門17.水蒸氣發(fā)生器 18.脫臭筒19.最大值20.平均值具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及典型實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1示出了用于固體廢物處理的磁化空氣熱解裝置，作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式這種磁化空氣熱解裝置可以做成中小型設(shè)備，處理物容量在0.5噸到10噸之間，可用于企業(yè)、賓館、居民小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校等的垃圾自行處理。垃圾熱解產(chǎn)物不作再生利用，所以在其排氣煙道上一般設(shè)置有脫臭筒來(lái)吸附熱解產(chǎn)生的氣化物及煙塵。作為一種環(huán)保節(jié)能裝置，該裝置可將固體廢物的體積經(jīng)3-4小時(shí)縮至1/100；6-8小時(shí)縮至1/300；30小時(shí)可縮至1/3000-1/5000?？呻S時(shí)投料。該裝置包括爐體1、處理室2、排放室3、爐箅4、電器控制箱5、投料門6和排渣門7，在排放室3的爐壁上還設(shè)置有爐體進(jìn)風(fēng)口8與進(jìn)風(fēng)管道9相連，所述的處理室2的上部設(shè)置有排氣口10與煙道11相連；進(jìn)風(fēng)管道9上設(shè)置有磁化器12，磁化器12內(nèi)的空氣通道周圍設(shè)置有至少一對(duì)有強(qiáng)磁場(chǎng)的磁鐵，并且每對(duì)磁鐵間同極相對(duì)設(shè)置。進(jìn)風(fēng)管道9的另一端與風(fēng)機(jī)13的出風(fēng)口相連，在風(fēng)機(jī)13與爐體進(jìn)風(fēng)口之間設(shè)置有進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門14，在所述的風(fēng)機(jī)13的出風(fēng)口與煙道11之間設(shè)置有通風(fēng)管道15，通風(fēng)管道15上設(shè)置有通風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門16。在所述的處理室2內(nèi)還設(shè)置有水蒸氣發(fā)生器17，并連接設(shè)置有供水裝置。在所述的煙道11通道上還設(shè)置有帶鉑金吸附劑的脫臭筒18。
作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式該磁化空氣熱解裝置也可以做成大型設(shè)備，其處理物容量在數(shù)十噸以上，代替垃圾焚燒爐用于城市級(jí)垃圾處理。隨著人類社會(huì)的發(fā)展，城市垃圾的成份中，無(wú)機(jī)物成份變少，有機(jī)物成份增多，因而熱解技術(shù)用于固體廢物的資源化處理，并制造再生燃料，無(wú)疑成為一種很有前途的固體廢物處理方法。大型磁化空氣熱解裝置的采用不再是簡(jiǎn)單地處理消除垃圾，同時(shí)也著眼于城市垃圾中能源和其它資源的再生利用，達(dá)到環(huán)保、節(jié)能、資源再生循環(huán)應(yīng)用的綜合效果。因此這種設(shè)備基本結(jié)構(gòu)與上述的中小型設(shè)備相同，只是在煙道11上不設(shè)置磁化器12而是直接連接可燃?xì)怏w回收裝置，回收利用熱解產(chǎn)生的能源；并配設(shè)垃圾預(yù)處理設(shè)備、玻璃與金屬處理系統(tǒng)等配套設(shè)施。
權(quán)利要求
1.一種用于固體廢物處理的磁化空氣熱解方法，包括以下步驟如下a.引燃，把引燃物放入處理容器，然后引燃；b.加料，把固體廢物加入可閉合的處理容器中；c.熱解，由空氣通道向處理容器內(nèi)強(qiáng)制通入經(jīng)磁化的空氣，維持固體廢物的熱解反應(yīng)，固體廢物中的可燃物以及部分熱解產(chǎn)生的可燃產(chǎn)物在還原性氣氛中，進(jìn)行部份燃燒，放出熱量，利用此熱量使固體廢物中的有機(jī)物完全熱解氣化，由煙道(11)排放熱解氣化產(chǎn)物；d.排渣，將殘留的非燃物殘?jiān)懦觥?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于固體廢物處理的磁化空氣熱解方法，其特征在于所述的通入處理容器的空氣采用在空氣通道周圍設(shè)置強(qiáng)磁場(chǎng)的磁體的方法磁化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于固體廢物處理的磁化空氣熱解方法，其特征在于所述的磁體至少有一對(duì)，并且利用每對(duì)磁體間同極相對(duì)設(shè)置來(lái)強(qiáng)化對(duì)空氣的磁化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于固體廢物處理的磁化空氣熱解方法，其特征在于所述的固體廢物在熱解的過(guò)程中，同時(shí)向處理容器內(nèi)提供水蒸氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于固體廢物處理的磁化空氣熱解方法，其特征在于在所述的排放熱解氣化產(chǎn)物的煙道(11)上設(shè)置脫臭筒(18)來(lái)吸附熱解產(chǎn)生的氣化物及煙塵。
6.一種用于固體廢物處理的磁化空氣熱解裝置，包括爐體(1)、處理室(2)、排放室(3)、爐箅(4)、電器控制箱(5)、投料門(6)和排渣門(7)，其特征在于在所述的排放室(3)的爐壁上還設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口(8)與進(jìn)風(fēng)管道(9)相連，所述的處理室(2)的上部設(shè)置有排氣口(10)與煙道(11)相連；進(jìn)風(fēng)管道(9)上設(shè)置有磁化器(12)，磁化器(12)內(nèi)設(shè)置有強(qiáng)磁場(chǎng)的磁體，進(jìn)風(fēng)管道(9)的另一端與風(fēng)機(jī)(13)的出風(fēng)口相連，在風(fēng)機(jī)(13)與進(jìn)風(fēng)口(8)之間設(shè)置有進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門(14)，在風(fēng)機(jī)(13)的出風(fēng)口與煙道(11)之間設(shè)置有通風(fēng)管道(15)，通風(fēng)管道(15)上設(shè)置有通風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于固體廢物處理的磁化空氣熱解裝置，其特征在于所述的磁化器(12)內(nèi)的磁體設(shè)置在空氣通道周圍，磁體至少有一對(duì)，并且每對(duì)磁體間同極相對(duì)設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的用于固體廢物處理的磁化空氣熱解裝置，其特征在于在所述的處理室(2)內(nèi)還設(shè)置有水蒸氣發(fā)生器(17)，并連接設(shè)置有供水裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于固體廢物處理的磁化空氣熱解裝置，其特征在于在所述的煙道(11)通道上還設(shè)置有帶鉑金吸附劑的脫臭筒(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固體廢物熱解處理的方法及裝置，該方法包括以下步驟a.引燃可燃物，b.加入固體廢物，c.強(qiáng)制通入少量經(jīng)磁化的空氣維持穩(wěn)定的熱解反應(yīng)，d.排出非燃物殘?jiān)?。該裝置包括爐體、處理室、排放室等，排放室設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)管道相連，處理室設(shè)置有排氣口與煙道相連；進(jìn)風(fēng)管道上設(shè)置有磁化器，磁化器內(nèi)設(shè)置有強(qiáng)磁場(chǎng)的磁體，進(jìn)風(fēng)管道的另一端與風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口相連，風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與煙道之間設(shè)置有通風(fēng)管道。本發(fā)明的熱解方法和裝置工作時(shí)只要通入少量經(jīng)磁化的空氣來(lái)維持固體廢物的持續(xù)熱解，同時(shí)處理物被間接磁化，提高了熱解效率，熱解氣化能在600℃的左右實(shí)現(xiàn)，基本避免了二英的產(chǎn)生。該過(guò)程無(wú)需任何能源是一種環(huán)保節(jié)能的新技術(shù)。
文檔編號(hào)B09B3/00GK101062505SQ20061002616
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者陳炳炎, 田村智 申請(qǐng)人:陳炳炎, 田村智